電解液和電化學裝置的制作方法

本公開涉及電解液和電化學裝置。

背景技術：

鎂電池使用鎂(其是一種比鋰更充足和更便宜的資源)，與鋰相比，通過氧化還原反應每單位體積的鎂能夠產生大量的電力，并且當用于電池中時其具有高的安全性。因此，作為下一代二次電池，鎂電池正吸引關注以代替鋰離子電池。

用于鎂電池的常規電解液通常包含醚溶劑，并且特別地，含四氫呋喃(THF)的電解液被認為具有最佳性能。然而，醚溶劑如THF是難處理的，由于它們高度易揮發且它們中的很多是有毒的。此外，含醚溶劑的電解液的電位窗口(在電解液不分解的情況下可以被施加的最大電壓)低至最多約3.0伏特，這使得使用鎂金屬負極難以制造高電壓的鎂電池。

如由日本專利申請特開第2014-072031號公開的，用于解決這種問題的電解液是周知的。該專利公開揭露了包含以下的電解液：包含砜的溶劑；以及溶解于該溶劑中的鎂鹽。該鎂鹽是選自由以下所組成的組中的至少一種鎂鹽：氯化鎂(MgCl₂)、溴化鎂(MgBr₂)、碘化鎂(MgI₂)、高氯酸鎂(Mg(ClO₄)₂)、四氟硼酸鎂(Mg(BF₄)₂)、六氟磷酸鎂(Mg(PF₆)₂)、六氟砷酸鎂(Mg(AsF₆)₂)、全氟烷基磺酸鎂(Mg(R_f1SO₃)₂)(其中R_f1是全氟化烷基團)以及全氟烷基磺酰亞胺鎂(Mg((R_f2SO₂)₂N)₂)(其中R_f2是全氟化烷基團)。在這些鎂鹽之中，規定的MgX₂(X＝Cl、Br或I)是特別優選的。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開第2014-072031號

技術實現要素：

本發明將解決的問題

令人遺憾地，在專利公開中列出的鎂鹽包含鹵素原子。這可能需要鎂電池的各種組件由高度耐腐蝕的材料制成。

因此，本公開的一個目的是提供一種電解液，其可與鎂電極一起使用、能夠進行鎂的可逆的電化學沉積/溶解反應、不包含鹵素原子、且使用無醚溶劑生產，以及提供使用這種電解液的電化學裝置。

解決問題的方案

為了實現該目的，本公開提供了一種電解液包含：砜；以及溶解于砜中的鎂鹽，其中，鎂鹽包括硼氫化鎂(Mg(BH₄)₂)。

為了實現該目的，本公開提供了一種包含電解液的電化學裝置，其中，該電解液包含砜和溶解于砜中的鎂鹽，并且鎂鹽包括硼氫化鎂(Mg(BH₄)₂)。

可以通過將硼氫化鎂溶解于砜中生產本公開的電解液。

發明的效果

本公開使得可以獲得使用砜(無醚溶劑)制造的電解液，其可與鎂電極一起使用的且允許鎂的可逆的電化學沉積/溶解反應。此外，所使用的鎂鹽包括硼氫化鎂(Mg(BH₄)₂)，其不包含鹵素原子。這消除了對電化學裝置的各種組件由高度耐腐蝕的材料制成的需要。因此，在電解質層中這種優異的電解液的使用使得可以獲得高性能的電化學裝置，如高性能的鎂電池。應理解的是，在本文中所描述的效果僅僅是說明性的而非旨在限制或排除另外的效果。

附圖說明

[圖1]圖1A和圖1B是示出了實施例1的電解液的CV測量結果的曲線圖。

[圖2]圖2是示出了實施例1和比較例1的電解液的CV測量結果之間的比較的曲線圖。

[圖3]圖3是實施例2的電化學裝置(電池)的示意圖。

[圖4]圖4是實施例2的電化學裝置(電池)的示意性分解圖。

[圖5]圖5是實施例3的電化學裝置(電容器)的示意性截面圖。

[圖6]圖6是實施例3的電化學裝置(空氣電池)的示意圖。

[圖7]圖7是實施例3的電化學裝置(燃料電池)的示意圖。

具體實施方式

在下文中，將基于參照附圖的實施例描述本公開。應理解的是，這些實施例不旨在限制本公開，并且在實施例中的各種值和材料僅當作實例。應注意將按以下順序提供描述。

1.本公開的電解液和電化學裝置的整體特征的描述

2.實施例1(本公開的電解液)

3.實施例2(本公開的電化學裝置)

4.實施例3(本公開的電化學裝置的變形例)

5.其他

<本公開的電解液和電化學裝置的整體特征的描述>

還將本公開的電解液以及在本公開的電化學裝置中的電解液共同地稱為“本公開的電解液等”。

在本公開的電解液等中，砜可以是由R₁R₂SO₂表示的烷基砜(其中，R₁和R₂各自表示烷基基團)或烷基砜衍生物。R₁和R₂基團的類型(在R₁和R₂基團中的碳原子的數量以及R₁和R₂基團的組合)不是受限的并且可以根據需要進行選擇。在R₁和R₂基團的每中的碳原子的數量優選地但不限于是4或以下。此外，在R₁和R₂基團中的碳原子的數量的總和優選地但不限于是4至7。例如，R₁和R₂可以各自是甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基或叔丁基。

在這方面，特別地，烷基砜可以是選自由以下所組成的組中的至少一種烷基砜：二甲基砜(DMS)、甲基乙基砜(MES)、甲基正丙基砜(MnPS)、甲基異丙基砜(MiPS)、甲基正丁基砜(MnBS)、甲基異丁基砜(MiBS)、甲基仲丁基砜(MsBS)、甲基叔丁基砜(MtBS)、乙基甲基砜(EMS)、二乙基砜(DES)、乙基正丙基砜(EnPS)、乙基異丙基砜(EiPS)、乙基正丁基砜(EnBS)、乙基異丁基砜(EiBS)、乙基仲丁基砜(EsBS)、乙基叔丁基砜(EtBS)、二正丙基砜(DnPS)、二異丙基砜(DiPS)、正丙基正丁基砜(nPnBS)、正丁基乙基砜(nBES)、異丁基乙基砜(iBES)、仲丁基乙基砜(sBES)和二正丁基砜(DnBS)。此外，烷基砜衍生物可以是乙基苯基砜(EPhS)。

包括以上各種優選模式的本公開的電化學裝置可以是以具有包含電解液的電解質層的電池(特別地，一次或二次電池)的形式。

當本公開的電化學裝置是具有包含本公開的電解液的電解質層的電池(一次或二次電池)時，該電池可以具有包含鎂、鎂合金或鎂化合物的負極。更特別地，二次電池可以是鎂電池、空氣電池或燃料電池。可替代地，本公開的電化學裝置可以是電容器、傳感器或鎂離子過濾器。

此外，當本發明的電化學裝置是具有包含本發明的電解液的電解質層的電池時，該電池可以具有包括作為正極活性物質的非限制性實例的硫(S)、氟化石墨((CF)_n)或各種金屬[如鈧(Sc)、鈦(Ti)、釩(V)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)和鋅(Zn)]中的任一種的氧化物或鹵化物的正極。此外，如以上提及的，用于形成負極的材料可以是，例如，鎂金屬單質、鎂合金或鎂化合物。作為非限制性的實例，板狀材料或箔狀材料可用于形成負極。可替代地，也可以使用粉末來形成(成形)負極。

當本公開的電化學裝置是具有包含本發明的電解液的電解質層的電池(一次或二次電池)時，該電池可以用作，例如，用于筆記本個人計算機、個人數字助理(PDA)、移動電話、智能電話、無繩電話的基座和擴展單元、攝像機、數字靜態照相機、電子書、電子詞典、便攜式音樂播放器、收音機、頭戴耳機、游戲機、導航系統、存儲卡、心臟起搏器、助聽器、電動工具、電動剃須刀、冰箱、空調、電視接收器、立體聲系統、熱水器、微波爐、洗碗機、洗衣機、烘干機、照明裝置、玩具、醫療器械、機器人、道路調節器、交通信號燈、鐵路車輛、高爾夫球車、電動推車和電動車(包括混合動力車)的驅動電源或輔助電源。還可以將電池安裝在用于建筑物如住宅或發電設施(power generation facility)的電力儲藏用電源(power storage sources)中或者可以用于向它們供給電力。在電動車中，通常將發動機用作用于接收電力并且將電力轉換成機械驅動力(mechanical drive power)的轉換器。用于處理有關車輛控制的信息的控制裝置包括基于有關剩余電池電量的信息用于顯示剩余電池電量的控制裝置。電池也可以用作被稱為智能電網(smart grid)的蓄電裝置(electrical storage device)。這樣的蓄電裝置不僅可以供給電力而且可以通過接收來自其他電源(power source)的電力能存儲電力。其他可以被使用的電源的實例包括，例如，熱力發電機、核能電發電機、水力發電機、太陽能電池、風力發電機、地熱發電機和燃料電池(包括生物燃料電池)。

可以提供電池組，該電池組包括二次電池、配置為進行控制二次電池的控制單元以及配置為包含二次電池的殼體。可以將包括以上各種優選模式的本公開的電化學裝置用作在電池組中的二次電池。在電池組中，例如，將控制單元配置為控制二次電池的充電和放電、過放電或過充電。

可以提供電子裝置，將其配置為接收來自二次電池的電力。可以將包括以上各種優選模式的本公開的電化學裝置用作在電子裝置中的二次電池。

可以提供電動車輛，包括：配置為接收來自二次電池的電力并且將該電力轉換為用于車輛的機械驅動力的轉換器；以及配置為基于有關二次電池的信息處理有關車輛控制的信息的控制裝置。可以將包括以上各種優選模式的本公開的電化學裝置用作在電動車輛中的二次電池。在電動車輛中，通常將轉換器配置為接收來自二次電池的電力以及驅動產生機械驅動力的電動機。可再生能源也可以用于驅動電動機。例如，將控制裝置配置為，基于二次電池的剩余電力，處理有關車輛控制的信息。電動車輛的實例包括電動車、電動摩托車、電動自行車、鐵路車輛以及所謂的混合動力車。

可以提供電力系統，將其配置為接收來自二次電池的電力和/或將電力從電源供給至二次電池。可以將包括以上各種優選模式的本公開的電化學裝置用作在電力系統中的二次電池。該電力系統可以使用于電力使用的任何類型，其還包括簡單的電力裝置。電力系統的實例包括智能電網、家用能源管理系統(HEMS)以及也可以存儲電力的車輛。

可以提供用于在電力存儲中使用的電源，其包括二次電池并且被配置為將其連接至電子裝置(供給電力至其)。可以將包括以上各種優選模式的本公開的電化學裝置用作在電源中的二次電池。可以將以用于電力存儲的電源用于任何應用。基本上，該電源可以用于任何的電力系統或裝置，并且還可以用于，例如，智能電網。

可替代地，可以將包括以上描述的優選模式的本公開的電解液用作鍍浴(plating bath)。特別地，可以將包括以上描述的優選模式的本公開的電解液用作鍍浴，其中，例如，可以將板狀或棒狀的金屬鎂單質用作負極(對電極)，并且例如，可以將鉑(Pt)或鉑合金、鎳(Ni)或鎳合金或不銹鋼用作將被鍍覆的材料，其形成正極(工作電極)。

實施例1

實施例1涉及本公開的電解液。實施例1的電解液包含砜以及溶解于砜中的鎂鹽，其中，鎂鹽包括硼氫化鎂(Mg(BH₄)₂)。可以通過將硼氫化鎂(Mg(BH₄)₂)溶解于砜中生產具有這種特征的實施例1的電解液。應注意，在實施例1中，砜包括由R₁R₂SO₂(其中，R₁和R₂各自表示烷基基團)表示的烷基砜，特別地是乙基正丙基砜(EnPS)。

特別地，實施例1的電解液是用于在電化學裝置中使用的含鎂離子的非水電解液，并且包括含有砜的溶劑以及溶解于該溶劑中的鎂鹽。在電解液中，砜與鎂鹽的摩爾比是，例如但不限于，50至150、典型的60至120、優選的65至75。

通過以下描述的方法生產實施例1的電解液。應注意，在該方法中，在手套箱(具有-80℃至-90℃露點的Ar氣體氣氛)中進行試劑的稱重和混合。特別地，在攪拌器攪拌下，將49毫克的硼氫化鎂(Mg(BH₄)₂)添加至5毫升的作為溶劑的EnPS中。通過攪拌器攪拌90分鐘，將硼氫化鎂溶解于砜中。然后進行過濾(孔徑0.45μm)以除去未溶解的硼氫化鎂。

在比較例1中，將1,2-二甲氧基乙烷(DME)用作代替砜的溶劑。特別地，在攪拌器攪拌下，將49毫克的硼氫化鎂添加至5毫升的1,2-二甲氧基乙烷中。通過攪拌器攪拌90分鐘，將硼氫化鎂溶解于DME中。然后進行過濾(孔徑0.45μm)以除去未溶解的硼氫化鎂。

使實施例1和比較例1的電解液經歷循環伏安法(CV)測量用于評估該電解液的電化學特性。使用三電極電解池(three-electrode cell)(具有1毫升的電解液的體積)進行該測量，其中將鉑(Pt)電極(1.6mm的直徑)用作工作電極，同時將鎂(Mg)線(1.6mm的直徑)用作對電極和參考電極。在室溫下，在手套箱(具有-80℃至-90℃露點的Ar氣體氣氛)中進行測量。

從開路電壓(OCV)開始第一次循環的測量。相對于參考電極的電勢，工作電極的電勢在還原側首先降低至約-1.5伏，然后在氧化側增加至約+2.0伏，且最終返回至OCV(即，電勢以以下的順序變化：OCV、約-1.5伏、約+2.0伏、OCV)。電勢掃描速度是5毫伏/秒。

圖1A和圖1B是示出了實施例1的電解液的CV測量的結果的曲線圖，并且圖2是示出了實施例1和比較例1的電解液的CV測量的結果之間的比較的曲線圖。水平軸代表了相對于參考電極的電勢的工作電極的電勢。此外，在圖2中，“A”表示實施例1的結果，并且“B”表示比較例1的結果。應注意，圖1A是示出了實施例1的電解液的第一次循環的CV測量的結果的曲線圖，并且圖1B是同時地示出了實施例1的電解液的第一次至第五次循環的CV測量的結果的曲線圖。圖1A和圖1B示出了僅僅使用硼氫化鎂和EnPS作為組分成功地合成了能夠可逆地溶解和沉積鎂(Mg)的電解液。圖1B也示出了在鎂的沉積和溶解時的電勢開始沒有變化，甚至隨著循環數量增加也沒有變化。此外，在圖2中，實施例1和比較例1的測量的結果示出了當將EnPS用作溶劑時與當使用DME時相比，所觀察到的電流值更大。

如以上描述的，實施例1證實了，砜(無醚溶劑)的使用使得可以獲得與鎂電極一起使用的且在室溫下能夠進行鎂的可逆的電化學沉積/溶解的含鎂離子的非水電解液。此外，使用的鎂鹽是硼氫化鎂(Mg(BH₄)₂)，其不包含鹵素原子。這消除了對電化學裝置的各種組件由高度耐腐蝕的材料制成的需要。此外，由于使用砜作為溶劑生產這種電解液，因此這種電解液易于處理，與醚溶劑如THF相比，砜具有高沸點、低揮發性(低蒸汽壓)和高安全性。這使得可以顯著地簡化制造例如鎂電池的過程。與使用THF作為溶劑生產的常規電解液的那些相比，這種電解液還具有更寬的電位窗口。這拓寬了用于鎂電池的正極材料的選擇，并且因此使得可以改善可實現的二次電池的電壓，即可實現的二次電池的能量密度。此外，由于這種電解液的簡單的組成，其本身可以顯著地降低成本。進一步地，在電解質層中這種優異的電解液的使用使得可以獲得高性能的電化學裝置，如高性能的鎂電池。

例如，二甲基砜在25℃下具有102Pa的蒸汽壓。因此，二甲基砜也是工業上易于處理的。相反地，例如，四氫呋喃(THF)在25℃下具有21.6kPa的蒸汽壓。在制造設施運行成本方面，低蒸汽壓的溶劑如砜的使用也是非常有利的。

實施例2

實施例2涉及本公開的電化學裝置。特別地，實施例2的電化學裝置包括本公開的電解液，特別是實施例1的電解液。實施例2的電化學裝置特別地是具有包含實施例1的電解液的電解質層的電池(特別地是一次或二次電池，更特別地是具有包含鎂的負極的一次或二次電池)。圖3是示出了實施例2的電池的示意圖。組成實施例2的電化學裝置的電池具有包括以下的結構：正極10、負極11以及包含實施例1的電解液的電解質層12，其中，正極10和負極11彼此相對，在它們之間具有電解質層12。

該電池可以用于形成鎂二次電池，其通過在充電期間經由電解質層12從正極10向負極11轉移鎂離子(Mg²⁺)，將電能轉換為化學能來存儲電力。在放電期間，鎂二次電池通過使鎂離子經由電解質層12從負極11返回至正極10而產生電能。

特別地，制造具有鎂(Mg)負極和硫(S)正極的紐扣電池(coin battery)。圖4是示出了紐扣電池的分解狀態的示意圖。將密封墊22放置在紐扣電池殼體21上，在其上以此堆疊含有硫的正極23、玻璃纖維間隔件(separator)24、由0.25μm厚的Mg板制成的負極25、由0.5μm厚的不銹鋼板制成的間隔物(spacer)26以及紐扣電池蓋27，然后通過將紐扣電池殼體21卷邊內部密封。事先將間隔物26點焊至紐扣電池蓋27。間隔件24包含實施例1的電解液。

實施例3

實施例3是實施例2的變形例。如圖5的示意性截面視圖所示，實施例3的電化學裝置包括電容器，該電容器包括正極31、負極32和含浸有實施例1的電解液的間隔件33，其中正極31和負極32彼此相對，它們之間具有間隔件33。應注意，也可以將含浸有實施例1的電解液的凝膠電解質膜設置在間隔件33、正極31和負極32中的至少一個的表面上。參考標號35和36各自表示集電體，參考標號37表示密封墊。

可替代地，實施例3的電化學裝置包括如圖6的示意圖中所示的空氣電池。空氣電池包括，例如，對水蒸氣低可滲透性且選擇性可滲透氧的選擇性氧可滲透膜47；包含導電性多孔材料的空氣電極側集電體44；設置在空氣電極側集電體44和多孔正極41之間并且包含導電材料的多孔擴散層46；包含導電材料和催化材料的多孔正極41；由對水蒸氣低可滲透性的間隔件和電解液(或含有電解液的固體電解質)構成的部件43；能夠釋放鎂離子的負極42；負極側集電體45；以及容納這些層的外殼48。

在空氣(氣氛)51中的氧氣52選擇性地滲透穿過選擇性氧可滲透膜47，允許其穿過包含多孔材料的空氣電極側集電體44、通過擴散層46擴散、并且供給至多孔正極41。穿過選擇性氧可滲透膜47的氧氣的移動部分地被空氣電極側集電體44阻塞。然而，通過擴散層46擴散(diffuse)和散布(spread)使氧氣穿過空氣電極側集電體44，從而貫通整個多孔正極41有效地供給氧氣。從而，防止了空氣電極側集電體44干擾對多孔正極41的整個表面的氧供給。此外，選擇性氧可滲透膜47阻止水蒸氣的滲入。因此，空氣中的水的影響不可能地引起降解(degradation)，并且氧氣被有效地供給至整個多孔正極41，這使得可以增加電池功率并且使得電池能夠穩定地使用較長時期。

可替代地，實施例3的電化學裝置包括如在圖7的示意圖中示出的燃料電池。燃料電池包括，例如，正極61、正極用電解液62、正極用電解液輸送泵63、燃油管道64、正極用電解液儲藏容器65、負極71、負極用電解液72、負極用電解液輸送泵73、燃油管道74、負極用電解液儲藏容器75以及離子交換膜66。允許正極用電解液62連續地或間歇地流動(循環)至燃料通道64中，穿過正極用電解液儲藏容器65以及正極用電解液輸送泵63。允許負極用電解液72連續地或間歇地流動(循環)至燃料通道74中，穿過負極用電解液儲藏容器75以及負極用電解液輸送泵73。在正極61和負極71之間產生電力。通過添加正極活性材料至實施例1的電解液所獲得的材料可以用作正極用電解液62。通過添加負極活性材料至實施例1的電解液所獲得的材料可以用作負極用電解液72。

已經基于優選實施例描述了本公開。應理解，這些實施例不旨在限制本公開。盡管在實施例中示出了，但是電解液的組成、用于制造的原材料、制造方法、制造條件、電解液的性質以及電化學裝置和電池的構造和結構僅僅是非限制性的和說明性的，并且可以適當地進行修改。本公開的電解液和有機聚合物(如聚環氧乙烷、聚丙烯腈或PVDF)的混合物也可以用作凝膠電解質。

在實施例1中描述的電解液可以用作用于電鍍鎂的鍍浴。應注意，用于電鍍鎂的鍍浴中的鎂鹽不限于硼氫化鎂，并且還可以是，例如，選自由以下所組成的組中的至少一種：氯化鎂(MgCl₂)、溴化鎂(MgBr₂)、碘化鎂(MgI₂)、高氯酸鎂(Mg(ClO₄)₂)、四氟硼酸鎂(Mg(BF₄)₂)、六氟磷酸鎂(Mg(PF₆)₂)、六氟砷酸鎂(Mg(AsF₆)₂)、全氟烷基磺酸鎂(Mg(R_f1SO₃)₂)(其中R_f1是全氟烷基基團)、四苯硼酸鎂(Mg(B(C₆H₅)₄)₂)和全氟烷基磺酰亞胺鎂(Mg((R_f2SO₂)₂N)₂)(其中R_f2是全氟烷基基團)。此外，在這種情況下，在這些鎂鹽中特別優選MgX₂(X＝Cl、Br或I)。進一步地，可以通過將鎂鹽溶解于能夠溶解鎂鹽的低沸點溶劑中，然后將砜溶解于在鎂鹽的低沸點溶劑的溶液中，并且然后從砜溶液中除去低沸點溶劑來獲得這樣的鍍浴。

能夠溶解鎂鹽的低沸點溶劑基本上可以是能夠溶解鎂鹽并且具有比所選擇砜的沸點低的沸點的任何溶劑。優選地，將醇用作低沸點溶劑。這樣的醇可以是一元醇或多元醇，并且可以是飽和或不飽和的醇。特別地，這樣的醇可以是但不限于，甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇(異丙醇)、1-丁醇、2-丁醇(仲丁醇)、2-甲基-1-丙醇(異丁醇)、2-甲基-2-丙醇(叔丁醇)或1-戊醇。

以上描述的鍍浴也可以含有添加劑。該添加劑可以包括具有金屬離子的鹽，該金屬離子包含選自由以下項組成的組中的至少一種的原子或原子團的陽離子的：鋁(Al)、鈹(Be)、硼(B)、鎵(Ga)、銦(In)、硅(Si)、錫(Sn)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、鈷(Co)和鑭(La)。可替代地，添加劑可以包括包含選自由以下項組成的組中的至少一種的原子、有機基團或陰離子的鹽：氫、烷基基團、烯基基團、芳基基團、芐基基團、酰胺基基團、氟離子(F^-)、氯離子(Cl^-)、溴離子(Br^-)、碘離子(I^-)、高氯酸根離子(ClO₄^-)、四氟硼酸根離子(BF₄^-)、六氟磷酸根離子(PF₆^-)、六氟砷酸根離子(AsF₆^-)、全氟烷基磺酸根離子(R_f1SO₃^-)(其中R_f1是全氟烷基基團)和全氟烷基磺酰亞胺離子(R_f2SO₂)₂N^-(其中R_f2是全氟烷基基團)。這些添加劑的添加可以提高鍍浴的離子電導性(離子導電率，ionic conductivity)。

此外，在另一方式中，以上描述的鍍浴可以進一步地包含非極性溶劑。即，非極性溶劑可以混合至鍍浴中。非極性溶劑可以起到一種稀釋劑的作用。在這種情況下，非極性溶劑的介電常數和供體數(donor number)各自優選地是20或更小。非極性溶劑可以是選自由以下項組成的組中的至少一種非極性溶劑：芳香族烴、醚、酮、酯和鏈狀碳酸酯。特別地，芳香族烴可以是，例如，甲苯、苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯或1-甲基萘；并且醚可以是，例如，二乙醚或四氫呋喃。酮可以是，例如，4-甲基-2-戊酮。酯可以是，例如，乙酸甲酯或乙酸乙酯。鏈狀碳酸酯可以是，例如，碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯。

應注意，本公開還可以具有以下構成(configuration)。

[A01]<<電解液>>

一種電解液，其包含：砜；和溶解于砜中的鎂鹽，

鎂鹽包括硼氫化鎂。

[A02]根據[A01]的電解液，其中砜是由R₁R₂SO₂(其中R₁和R₂各自表示烷基基團)表示的烷基砜；或烷基砜衍生物。

[A03]根據[A02]的電解液，其中

烷基砜是選自由以下項組成的組中的至少一種烷基砜：二甲基砜、甲基乙基砜、甲基正丙基砜、甲基異丙基砜、甲基正丁基砜、甲基異丁基砜、甲基仲丁基砜、甲基叔丁基砜、乙基甲基砜、二乙基砜、乙基正丙基砜、乙基異丙基砜、乙基正丁基砜、乙基異丁基砜、乙基仲丁基砜、乙基叔丁基砜、二正丙基砜、二異丙基砜、正丙基正丁基砜、正丁基乙基砜、異丁基乙基砜、仲丁基乙基砜和二正丁基砜，以及

烷基砜衍生物是乙基苯基砜。

[B01]<<電化學裝置>>

一種電化學裝置，包括電解液，

電解液包含砜以及溶解于砜中的鎂鹽，

鎂鹽包括硼氫化鎂。

[B02]根據[B01]的電化學裝置，其中砜是由R₁R₂SO₂(其中R₁和R₂各自表示烷基基團)表示的烷基砜；或烷基砜衍生物。

[B03]根據[B02]的電化學裝置，其中烷基砜是選自由以下項組成的組中的至少一種的烷基砜：二甲基砜、甲基乙基砜、甲基正丙基砜、甲基異丙基砜、甲基正丁基砜、甲基異丁基砜、甲基仲丁基砜、甲基叔丁基砜、乙基甲基砜、二乙基砜、乙基正丙基砜、乙基異丙基砜、乙基正丁基砜、乙基異丁基砜、乙基仲丁基砜、乙基叔丁基砜、二正丙基砜、二異丙基砜、正丙基正丁基砜、正丁基乙基砜、異丁基乙基砜、仲丁基乙基砜和二正丁基砜，以及

烷基砜衍生物是乙基苯基砜。

[B04]根據[B01]至[B03]中任一項的電化學裝置，其是具有包含電解液的電解質層的電池。

[B05]根據[B04]的電化學裝置，其中電池是一次電池或二次電池。

[B06]根據[B05]的電化學裝置，其中電池具有包含鎂、鎂合金或鎂化合物的負極。

[B07]根據[B06]的電化學裝置，進一步包括含有硫、氟化石墨、金屬氧化物或金屬鹵化物作為正極活性物質的正極。

[B08]根據[B07]的電化學裝置，其中金屬氧化物或金屬鹵化物中的金屬是鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅或鋅。

[B09]根據[B04]至[B08]中任一項的電化學裝置，其中電池包括鎂電池、空氣電池或燃料電池。

[B10]根據[B01]至[B03]中任一項的電化學裝置，其包括電容器。

[B11]根據[B10]的電化學裝置，其中，電容器包括正極、負極和夾在正極和負極之間且含浸有電解液的間隔件。

[B12]根據[B01]至[B03]中任一項的電化學裝置，其包括傳感器或鎂離子過濾器。

[C01]一種二次電池，包括含有電解液的電解質層，

電解液包括砜以及溶解于砜中的鎂鹽，

鎂鹽包括硼氫化鎂。

[C02]根據[C01]的二次電池，其中砜是由R₁R₂SO₂(其中R₁和R₂各自表示烷基基團)表示的烷基砜；或烷基砜衍生物。

[C03]根據[C02]的二次電池，其中烷基砜是選自由以下項組成的組中的至少一種的烷基砜：二甲基砜、甲基乙基砜、甲基正丙基砜、甲基異丙基砜、甲基正丁基砜、甲基異丁基砜、甲基仲丁基砜、甲基叔丁基砜、乙基甲基砜、二乙基砜、乙基正丙基砜、乙基異丙基砜、乙基正丁基砜、乙基異丁基砜、乙基仲丁基砜、乙基叔丁基砜、二正丙基砜、二異丙基砜、正丙基正丁基砜、正丁基乙基砜、異丁基乙基砜、仲丁基乙基砜和二正丁基砜，以及

烷基砜衍生物是乙基苯基砜。

[C04]根據[C01]至[C03]中任一項的二次電池，進一步包括含有鎂、鎂合金或鎂化合物的負極。

[C05]根據[C01]至[C04]中任一項的二次電池，進一步包括含有硫、氟化石墨、金屬氧化物或金屬鹵化物作為正極活性物質的正極。

[C06]根據[C05]的二次電池，其中金屬氧化物或金屬鹵化物中的金屬是鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅或鋅。

[D01]一種電池組，包括：二次電池；控制單元，配置為進行對二次電池的控制；以及殼體，配置為容納二次電池，其中

二次電池是根據[C01]至[C06]中任一項的二次電池。

[D02]一種配置為接收來自二次電池的電力的電子裝置，其中

二次電池是根據[C01]至[C06]中任一項的二次電池。

[D03]一種電動車輛，包括：轉換器，配置為接收來自二次電池的電力，并且將該電力轉換為車輛的機械驅動力；以及控制裝置，配置為基于有關二次電池的信息處理有關車輛控制的信息，其中

二次電池是根據[C01]至[C06]中任一項的二次電池。

[D04]一種電力系統，配置為接收來自二次電池的電力和/或從電源向二次電池提供電力，其中

二次電池是根據[C01]至[C06]中任一項的二次電池。

[D05]一種電力儲藏用電源，該電源包括二次電池并且配置為連接至供給電力至其中的電子裝置，其中

二次電池是根據[C01]至[C06]中任一項的二次電池。

[E01]<<電解液的制造方法>>

一種電解液的制造方法，該方法包括將硼氫化鎂溶解于砜中以形成電解液。

[F01]<<鍍浴>>

一種鍍浴，包括：砜；以及溶解于砜中的鎂鹽，

鎂鹽包括硼氫化鎂。

[F02]<<鍍浴>>

一種鍍浴，包括：砜；以及溶解于砜中的鎂鹽，該鎂鹽是選自由以下項組成的組中的至少一種鎂鹽：氯化鎂、溴化鎂、碘化鎂、高氯酸鎂、四氟硼酸鎂、六氟磷酸鎂、六氟砷酸鎂、全氟烷基磺酸鎂、四苯基硼酸鎂和全氟烷基磺酰亞胺鎂。

[F03]根據[F01]或[F02]的鍍浴，其中砜是由R₁R₂SO₂(其中R₁和R₂各自表示烷基基團)表示的烷基砜；或烷基砜衍生物。

[F04]根據[F03]的鍍浴，其中烷基砜是選自由以下項組成的組中的至少一種烷基砜：二甲基砜、甲基乙基砜、甲基正丙基砜、甲基異丙基砜、甲基正丁基砜、甲基異丁基砜、甲基仲丁基砜、甲基叔丁基砜、乙基甲基砜、二乙基砜、乙基正丙基砜、乙基異丙基砜、乙基正丁基砜、乙基異丁基砜、乙基仲丁基砜、乙基叔丁基砜、二正丙基砜、二異丙基砜、正丙基正丁基砜、正丁基乙基砜、異丁基乙基砜、仲丁基乙基砜和二正丁基砜，以及

烷基砜衍生物是乙基苯基砜。

[F05]根據[F01]至[F04]中任一項的鍍浴，進一步地含有添加劑。

[F06]根據[F05]的鍍浴，其中，添加劑包括具有金屬離子的鹽，該金屬離子包含選自由以下項組成的組中的至少一種原子或原子團的陽離子的：鋁(Al)、鈹(Be)、硼(B)、鎵(Ga)、銦(In)、硅(Si)、錫(Sn)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、鈷(Co)和鑭(La)，或者

添加劑包括含有選自由以下項組成的組中的至少一種的原子、有機基團或陰離子的鹽：氫、烷基基團、烯基基團、芳基基團、芐基基團、酰胺基基團、氟離子(F^-)、氯離子(Cl^-)、溴離子(Br^-)、碘離子(I^-)、高氯酸根離子(ClO₄^-)、四氟硼酸根離子(BF₄^-)、六氟磷酸根離子(PF₆^-)、六氟砷酸根離子(AsF₆^-)、全氟烷基磺酸根離子(R_f1SO₃^-)(其中R_f1是全氟烷基基團)和全氟烷基磺酰亞胺離子(R_f2SO₂)₂N^-(其中R_f2是全氟烷基基團)。

[F07]根據[F01]至[F06]中任一項的鍍浴，進一步地含有非極性溶劑。

[F08]根據[F07]的鍍浴，其中，非極性溶劑具有20或更小的介電常數以及20或更小的供體數。

[F09]根據[F07]或[F08]的鍍浴，其中，非極性溶劑包括選自由以下項組成的組中的至少一種非極性溶劑：芳香族烴、醚、酮、酯和鏈狀碳酸酯。

[F10]根據[F09]的鍍浴，其中

芳香族烴是甲苯、苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯或1-甲基萘，

醚是二乙醚或四氫呋喃，

酮是4-甲基-2-戊酮，

酯是乙酸甲酯或乙酸乙酯，以及

鏈狀碳酸酯是碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯。

[G01]<<鍍浴的制造方法>>

一種用于制造鍍浴的方法，該方法包括將硼氫化鎂溶解于砜中以形成鍍浴。

[G02]<<鍍浴的制造方法>>

一種用于制造鍍浴的方法，該方法包括以下步驟：

將鎂鹽溶解于能夠溶解鎂鹽的低沸點溶劑中；

然后，將砜溶解于在鎂鹽的低沸點溶劑的溶液中；以及

然后，從砜溶液中除去低沸點溶劑，其中

鎂鹽是選自由以下項組成的組中的至少一種鎂鹽：氯化鎂、溴化鎂、碘化鎂、高氯酸鎂、四氟硼酸鎂、六氟磷酸鎂、六氟砷酸鎂、全氟烷基磺酸鎂、四苯硼酸鎂和全氟烷基磺酰亞胺鎂。

[G03]根據[G02]的制造鍍浴的方法，該方法進一步地包括將非極性溶劑添加至從砜溶液中除去低沸點溶劑之后獲得的產物中。

符號的說明

10…正極、11…負極、12…電解質層、21…紐扣電池殼體、22…密封墊、23…正極、24…間隔件、25…負極、26…間隔物、27…紐扣電池蓋、31…正極、32…負極、33…間隔件、35、36…集電體、37…密封墊、41…多孔正極、42…負極、43…間隔件和電解液、44…空氣電極側集電體、45…負極側集電體、46…擴散層、47…選擇性氧可滲透膜、48…外殼、51…空氣(氣氛)、52…氧氣、61…正極、62…正極用電解液、63…正極用電解液輸送泵、64…燃油管道、65…正極用電解液儲藏容器、71…負極、72…負極用電解液、73…負極用電解液輸送泵、74…燃油管道、75…負極用電解液儲藏容器、66…離子交換膜。